All­ge­mei­ne Kon­struk­ti­ons­hin­wei­se

Rei­bung

IDG-Werk­stof­fe basie­ren vor­wie­gend auf Com­pounds, die auf einer Matrix aus Poly­te­tra­flu­or­ethy­len (PTFE) auf­ge­baut sind und dadurch eine sehr gerin­ge Haft- bzw. Anfahr­rei­bung auf­wei­sen.

Dies begrün­det sich dar­in, dass rei­nes PTFE einen nied­ri­gen Reib­bei­wert hat, der unter Belas­tung noch sinkt.

Wei­te­re Fak­to­ren beein­flus­sen den Reib­bei­wert. Unter ande­rem der Werk­stoff der Gegen­lauf­flä­che, des­sen Rau­tie­fe und Här­te, die Gleit­ge­schwin­dig­keit sowie Tem­pe­ra­tur und die Schmie­rung.

IDG-Werk­stof­fe auf PTFE-Basis zeich­nen sich durch rat­ter­frei­es Gleit­ver­hal­ten aus.


Ein­fluss der Gegen­lauf­flä­che

Die Rau­tie­fe und Form­treue der Gegen­lauf­flä­che beein­flusst sehr stark Lecka­ge­ent­wick­lung und Lebens­dau­er. Ober­flä­chen mit mög­lichst hohem Tra­g­an­teil sind anzu­stre­ben. Dies wird durch Feinst­schlei­fen, Honen und Läp­pen erreicht. Dabei wer­den auch Rau­spit­zen und Poren­kan­ten ent­schärft. Letz­te­res ist beson­ders bei har­ten Gegen­lauf­flä­chen von gro­ßer Bedeu­tung!

Eine durch Rol­lie­ren oder Glatt­wal­zen erziel­te Glät­tung der Ober­flä­che kann ungleich­mä­ßig und wel­lig aus­fal­len, was sich auf Dich­tun­gen aus hoch­leis­tungs­fä­hi­gen Kunst­stoff-Com­pounds beson­ders nach­tei­lig aus­wirkt.

Für Dreh- und Schwenk­be­we­gung muss die Gegen­lauf­flä­che drall­frei im Ein­s­tech­ver­fah­ren geschlif­fen sein.


Ober­flä­chen­rau­heit, Mate­ri­al­an­teil

Ober­flä­chen­rau­heit nach DIN EN ISO 4287
Dich­tung und Gegen­lauf­flä­che sind immer als Paa­rung zu betrach­ten. Die Funk­ti­ons­si­cher­heit und Lebens­dau­er einer Dich­tung ist daher im wesent­li­chen von der Ober­flä­chen­be­schaf­fen­heit der Gegen­lauf­flä­che abhän­gig.

Krat­zer, Rie­fen, Lun­ker, kon­zen­tri­sche oder spi­ral­för­mi­ge Bear­bei­tungs­rie­fen sind nicht akzep­ta­bel. Grund­sätz­lich sind an die Gegen­lauf­flä­chen bei dyna­mi­schen Anwen­dun­gen höhe­re Ansprü­che zu stel­len als bei sta­ti­schen Appli­ka­tio­nen.

Die zur Beschrei­bung der Ober­flä­chen­f­ein­ge­stal­tung am meis­ten ange­wand­ten Kenn­grö­ßen (Rz, Rt und Ra) sind in der DIN EN ISO 4287 defi­niert. Da die­se Grö­ßen in man­chen Fäl­len allei­ne nicht aus­rei­chend sind, soll­te der Mate­ri­al­an­teil (Rmr) fest­ge­legt wer­den.

Der Mate­ri­al­an­teil (Rmr) ist maß­ge­bend um Ober­flä­chen zu bewer­ten, da die­se Kenn­grö­ße von der jewei­li­gen Pro­fil­form bestimmt wird. Die­se wie­der­um ist das Ergeb­nis des jewei­li­gen Bear­bei­tungs­ver­fah­rens.

Ober­flä­chen­pro­fi­le

geschlos­se­nes Pro­fil

Ra 0,1 | Rz 1,0 | Rmr 70 %
offe­nes Pro­fil

Ra 0,2 | Rz 1,0 | Rmr 15 %

Die Gra­fik zeigt, dass die Anga­ben Ra und Rz die Pro­fil­form nicht aus­rei­chend beschrei­ben und damit eine Beur­tei­lung der Ober­flä­che zur Eig­nung für die Dich­tungs­tech­nik nur unge­nü­gend ist.


Schutz vor hydro­dy­na­mi­schem Schlepp­druck

Bei Line­ar­füh­run­gen mit engem Spalt zwi­schen ruhen­dem Gehäu­se und beweg­ter Flä­che, baut sich durch Längs­be­we­gung im Medi­um eine hydro­dy­na­mi­sche Schleppströ­mung auf. Wird die­se durch eine Dich­tung ‘gestoppt‘, kommt es zu einer Druck­erhö­hung, die ins­be­son­de­re bei ‘lan­gen‘ Bewe­gun­gen den Sys­tem­druck um ein Mehr­fa­ches über­schrei­ten kann.

Des­halb soll­te der Raum vor der Dich­tung mög­lichst groß­vo­lu­mig aus­ge­führt wer­den.

Reicht dies nicht aus, ist ein Rück­lauf­ka­nal (als Spi­ral­nut) oder die Anwen­dung von MANOY® Füh­rungs­rin­gen mit Schräg­schlitz bzw. Füh­rungs­bän­dern vor­zu­se­hen. Damit wird der kri­ti­sche Druck­auf­bau vor der Dich­tung ver­mie­den.


Nach­glät­ten, Ein­lau­fen

Die Gegen­lauf­flä­che wird wäh­rend der Ein­lauf­zeit durch die Dich­tungs- und Füh­rungs­ele­men­te nach­ge­glät­tet.

Aller­dings för­dern kur­ze Hübe in rascher Fol­ge und oszil­lie­ren­de Bewe­gun­gen die Bil­dung uner­wünsch­ter Lauf­spu­ren. Fremd­schwin­gun­gen, die von einer ande­ren Stel­le der Kon­struk­ti­on her­rüh­ren, erzeu­gen die­sel­be Wir­kung. Um das uner­wünsch­te Ein­lau­fen mög­lichst aus­zu­schlie­ßen, soll­te die Gegen­lauf­flä­che hart sein.


Här­te der Gegen­lauf­flä­che

Gene­rell ist der Ver­schleiß von Dich­tungs­ele­men­ten auf har­ten Gegen­lauf­flä­chen gerin­ger als auf wei­chen Werk­stoff­ober­flä­chen. Ins­be­son­de­re bei rota­ti­ven Anwen­dun­gen besteht die Gefahr des Ein­lau­fens durch Spur­ril­len­bil­dung.

Sind die Gegen­lauf­flä­chen unge­nü­gend hart, kön­nen zudem Ver­schmut­zungs-Krat­zer zu Beschä­di­gun­gen der Dich­tungs- und Füh­rungs­ele­men­te füh­ren. In der Kon­se­quenz führt dies über kurz oder lang zu einer Lecka­ge.

Die Min­dest­här­te soll­te bei linea­rer Bewe­gung über 58 HRC bzw. bei rota­ti­ver Anwen­dung über 62 HRC lie­gen.


Füh­ren, Zen­trie­ren

Der metal­li­sche Kon­takt zwi­schen Kol­ben, Stan­ge und Gehäu­se muss ver­hin­dert wer­den. Durch Anlau­fen ent­ste­hen­de Rie­fen wür­den Dich­tung, Füh­rung und Abstrei­fer beschä­di­gen und zu Lecka­ge füh­ren.

Weder Dich­tung noch Abstrei­fer eig­nen sich für Füh­rungs­auf­ga­ben. Dafür sind sepa­ra­te Füh­rungs­ele­men­te mit aus­rei­chen­der Trag­fä­hig­keit vor­zu­se­hen.


Schmie­rung, Tro­cken­lauf

Fast alle IDG-Werk­stof­fe auf PTFE-Basis sind tro­cken­lauf­fä­hig. Tro­cken­lauf min­dert jedoch die Stand­zeit des Sys­tems Dichtung/Gegenlauffläche.

Bei einem geschlos­se­nen Schmier­film im Dicht­spalt redu­ziert sich der Reib­bei­wert. Bei Hydrau­lik- oder Schmier­öl ergibt sich der gerings­te Reib­bei­wert.

Außer­dem senkt ein Schmier­film die Wär­me­ent­wick­lung im Dicht­spalt und erhöht die Stand­zeit.
Bei Anwen­dun­gen wie Pneu­ma­tik­zy­lin­dern und Füh­rungs­stan­gen genügt in der Regel eine ein­ma­li­ge Mon­ta­ge­schmie­rung.


Abra­siv­par­ti­kel im Medi­um

Par­ti­kel sind in der Regel nicht die Ursa­che für eine Lecka­ge, sor­gen aber für erheb­li­chen Ver­schleiß des Sys­tems Dichtung/Gegenlauffläche und somit zum vor­zei­ti­gen Aus­fall der Dich­tung. Für den Ver­schleiß eines Sys­tems sind nicht nur die Grö­ße, son­dern auch die Anzahl abra­si­ver Schweb­stof­fe maß­ge­bend.

Bei einer typi­schen Schmier­film­di­cke von 0,5 μm schwim­men klei­ne Par­ti­kel durch, grö­ße­re füh­ren zu einem Ver­schleiß an Dich­tun­gen und Gegen­lauf­flä­che.

Durch kon­struk­ti­ve Maß­nah­men (z. B. Fil­ter­tech­nik) soll­te die Anzahl der Par­ti­kel gering gehal­ten wer­den. Maß­ge­bend für die Qua­li­fi­zie­rung und Quan­ti­fi­zie­rung der Medi­en­rein­heit sind die Nor­men ISO 4406 und NAS 1638.